木質(zhì)素基二硫代氨基甲酸鹽的合成及其對重金屬吸附性能的研究.pdf

1、鑒于重金屬對環(huán)境和人類的危害越來越大，開發(fā)一種新型的重金屬吸附材料具有重大的社會和經(jīng)濟(jì)意義。二硫代氨基甲酸鹽類化合物(DTC)是一種含有N、S等配位原子的有機化合物，其對重金屬具有良好的吸附性，但其價格昂貴、有毒、難以生物降解。木質(zhì)素是在自然界中儲量僅次于纖維素的天然有機高分子化合物，因此本論文以木質(zhì)素作為二硫代氨基甲酸鹽的基體材料，開發(fā)對環(huán)境無害、效率高、成本低的新型重金屬離子捕捉劑，研究的主要內(nèi)容與結(jié)果如下:
　　(1)以堿木

2、質(zhì)素、二乙烯三胺及二硫化碳為主要原料，通過Mannich/酯化反應(yīng)合成木質(zhì)素基二硫代氨基甲酸鹽重捕劑(LDTC)，并考察了各因素對其產(chǎn)率的影響，結(jié)果表明其產(chǎn)率隨著木質(zhì)素、甲醛及二硫化碳添加量的增多先增大而后減小，且升高溫度、延長反應(yīng)時間有利于提高其產(chǎn)率。紅外譜圖上在波數(shù)為1112cm-1、960cm-1和1430cm-1處出現(xiàn)的吸收峰分別為C=S，C-S和N-CS2鍵的伸縮振動吸收峰，表明二硫代氨基基團(tuán)成功接枝在堿木質(zhì)素上，XPS分析發(fā)

3、現(xiàn)LDTC中N、S含量分別為15.65％和7.35％，高于堿木質(zhì)素。
　　(2)考察了LDTC對Cu2+和Pb2+的吸附性能，結(jié)果表明其對Cu2+和Pb2+的飽和吸附量分別為175.9 mg/g和103.4mg/g，且吸附過程符合準(zhǔn)二級動力學(xué)方程，說明吸附速率受化學(xué)吸附的控制;對Cu2+的吸附等溫線符合Freundlich模型和Langmiur模型，說明吸附過程為單分子層吸附，對Pb2+的吸附等溫線符合Langmiur模型，說明吸

4、附過程為單分子層吸附;在處理50mg/L的重金屬廢水，其添加量為0.025g/50mL時，對Cu2+和Pb2+的去除率均達(dá)到98％以上。
　　(3)納米材料具有顆粒尺寸小、比表面積大及表面能高的優(yōu)點，因此，該論文進(jìn)一步以木質(zhì)素為原料，采用反相懸浮法，首次制備納米木質(zhì)素基二硫代氨基甲酸鹽重捕劑（nano-LDTC），實驗考察了各因0素對其粒徑分布的影響，結(jié)果表明:提高攪拌速度，增大油水相比，增加乳化劑的用量以及減少交聯(lián)劑用量可以使其

5、粒徑分布變小;SEM觀察到制備的納米顆粒粒徑分布均勻，粒徑主要分布在200～300nm之間，利用比表面儀測得其比表面積可以達(dá)到23.75 m2/g。
　　(4)考察了nano-LDTC對Cu2+和Pb2+的吸附性能，結(jié)果表明其對Cu2+和Pb2+的飽和吸附量分別為211.5mg/g和288.04mg/g，且吸附過程均符合準(zhǔn)二級動力學(xué)方程，表明吸附以化學(xué)吸附為主;其對Cu2+和Pb2+的吸附等溫線均符合Langmiur模型，說明對C